Cyfrowe mikroukłady. Rodzaje logiki, przypadki. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy

 Komentarze do artykułu

Cóż, najpierw powiedzmy tak: mikroukłady są podzielone na dwa duże typy: analogowy i cyfrowy. Mikroukłady analogowe działają odpowiednio z sygnałem analogowym, a cyfrowe z sygnałem cyfrowym. Porozmawiamy konkretnie o mikroukładach cyfrowych.

Dokładniej, nie będziemy nawet mówić o mikroukładach, ale o elementach technologii cyfrowej, które można „ukryć” w mikroukładzie.

Czym są te elementy?

Niektóre nazwiska słyszałeś, niektóre możesz nie. Ale wierzcie mi, te nazwiska można wymawiać na głos w każdym społeczeństwie kulturowym - to absolutnie przyzwoite słowa. A więc przybliżona lista tego, co będziemy studiować:

• Wyzwalacze
• Liczniki
• Kodery
• Dekodery
• Multipleksery
• Komparatory
• RAM
• ROM

Wszystkie obwody cyfrowe działają z sygnałami cyfrowymi. Co to jest?

Sygnały cyfrowe - są to sygnały posiadające dwa stabilne poziomy - poziom logicznego zera i poziom logicznej jedynki. W przypadku mikroukładów wykonanych w różnych technologiach poziomy logiczne mogą się od siebie różnić.

Dwie najczęściej stosowane technologie to TTL i CMOS.

TTL - Logika tranzystorowo-tranzystorowa;

CMOS - Uzupełniający metal-tlenek-półprzewodnik.

W TTL poziom zerowy to 0,4 V, poziom jeden to 2,4 V.

W logice CMOS poziom zerowy jest bardzo bliski zeru woltów, poziom jeden jest w przybliżeniu równy napięciu zasilania.

W każdym razie jeden - gdy napięcie jest wysokie, zero - gdy napięcie jest niskie.

ALE! Zerowe napięcie na wyjściu mikroukładu nie oznacza, że ​​wyjście „wisi w powietrzu”. W rzeczywistości jest po prostu podłączony do wspólnego przewodu. Dlatego nie można bezpośrednio połączyć kilku logicznych wniosków: jeśli mają różne poziomy, nastąpi zwarcie.

Oprócz różnic w poziomach sygnałów, typy logiczne różnią się również pod względem poboru mocy, szybkości (częstotliwości granicznej), obciążalności itp.

Typ logiki można rozpoznać po nazwie układu. Dokładniej - pierwszymi literami nazwy, które wskazują, do której serii należy mikroukład. W ramach dowolnej serii mogą być produkowane mikroukłady tylko w jednej technologii. Aby ułatwić nawigację, oto mała tabela przestawna:

Najpopularniejsze obecnie są następujące serie (i ich importowane odpowiedniki):

• TTLSh - K555, K1533
• CMOS-KR561, KR1554, KR1564
• ESL-K1500

Zaleca się budowanie układów cyfrowych przy użyciu mikroukładów tylko jednego rodzaju logiki. Wynika to właśnie z różnic w poziomach logicznych sygnałów cyfrowych.

Rodzaj logiki jest wybierany głównie na podstawie następujących rozważań:

- prędkość (częstotliwość pracy)

- Zużycie energii

- cena

Ale są sytuacje, w których jeden typ to za mało. Na przykład jedna jednostka powinna mieć małą moc, a druga dużą prędkość. Chipy w technologii CMOS mają niskie zużycie. ESL ma dużą prędkość.

W takim przypadku konieczne będzie zainstalowanie konwerterów poziomów.

To prawda, że ​​niektóre typy są zwykle łączone bez konwerterów. Na przykład sygnał z wyjścia mikroukładu CMOS można podać na wejście mikroukładu TTL (zakładając, że ich napięcia zasilania są takie same). Nie zaleca się jednak wysyłania sygnału w kierunku przeciwnym, czyli z TTL do CMOS.

Chipsy są dostępne w różnych opakowaniach. Najpopularniejsze typy kadłubów to:

DIP

(Podwójny pakiet)

Zwykły „karaluch”. Wkładamy nóżki w otwory na płytce - i lutujemy.

Nogi w etui mogą mieć 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48 lub 56.

Odległość między przewodami (skok) wynosi 2,5 mm (standard krajowy) lub 2,54 mm (burżuazyjny).

Szerokość przewodu ok. 0,5 mm

Numeracja pinów jest przedstawiona na rysunku (widok z góry). Aby ustalić położenie pierwszej nogi, musisz znaleźć "klucz" na ciele.

SEC

(mały obwód całkujący kontur)

Planarny mikroukład - to znaczy nogi są przylutowane po tej samej stronie płytki, na której znajduje się obudowa. W tym samym czasie mikroukład leży brzuchem na płytce.

Liczba nóg i ich numeracja jest taka sama jak dla DIP.

Rozstaw pinów wynosi 1,25 mm (krajowy) lub 1,27 mm (burżuazyjny).

Szerokość sworznia - 0,33...0,51

PLCC

(Plastikowy nośnik wiórów z ołowiem w kształcie litery J)

Kwadratowa (rzadko - prostokątna) obudowa. Nogi znajdują się ze wszystkich czterech stron i mają kształt litery J (końce nóg są zagięte pod brzuchem).

Mikroukłady są albo lutowane bezpośrednio do płytki (płaskiej), albo wkładane do gniazda. Ten ostatni jest preferowany.

Liczba nóg - 20, 28, 32, 44, 52, 68, 84.

Skok nóg - 1,27 mm

Szerokość sworznia - 0,66...0,82

Numeracja pinów - pierwsza noga w pobliżu klucza, zwiększając liczbę w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara:

TQFP

(Pakiet cienki poczwórny płaski)

Coś pomiędzy SOIC a PLCC.

Kwadratowa koperta ma grubość ok. 1mm, wyprowadzenia rozmieszczone są ze wszystkich stron.

Liczba nóg wynosi od 32 do 144.

Skok - 0,8 mm

Szerokość wyjściowa - 0,3 ... 0,45 mm

Numeracja - od ściętego rogu (lewy górny róg) przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

A więc ogólnie sytuacja z kadłubami. Mam nadzieję, że teraz będzie ci trochę łatwiej poruszać się po niezliczonych nowoczesnych mikroukładach i nie wpadniesz w osłupienie zwrotem sprzedawcy: „ten mikroukład jest dostępny tylko w obudowie PLC”…